Socket上的实时交流

 第一步　充分理解Socket

1.什么是socket

所谓socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

以J2SDK-1.3为例，Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端，Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等的，并没有差别，不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

重要的Socket API：

java.net.Socket继承于java.lang.Object，有八个构造器，其方法并不多，下面介绍使用最频繁的三个方法，其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

.Accept方法用于产生"阻塞"，直到接受到一个连接，并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语，它使程序运行暂时"停留"在这个地方，直到一个会话产生，然后程序继续；通常"阻塞"是由循环产生的。

.getInputStream方法获得网络连接输入，同时返回一个IutputStream对象实例，。

.getOutputStream方法连接的另一端将得到输入，同时返回一个OutputStream对象实例。

注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException，它必须被捕获，因为它们返回的流对象，通常都会被另一个流对象使用。

 

2.如何开发一个Server-Client模型的程序

开发原理：

服务器，使用ServerSocket监听指定的端口，端口可以随意指定（由于1024以下的端口通常属于保留端口，在一些操作系统中不可以随意使用，所以建议使用大于1024的端口），等待客户连接请求，客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。

客户端，使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话；会话完成后，关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口，通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

import java.net.*;
import java.io.*;

public class Server {
	private ServerSocket ss;

	private Socket socket;

	private BufferedReader in;

	private PrintWriter out;

	public Server() {
		try {
			ss = new ServerSocket(10000);
			while (true) {
				socket = ss.accept();
				in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket
						.getInputStream()));
				out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
				String line = in.readLine();
				out.println("you input is :" + line);
				out.close();
				in.close();
				socket.close();
			}
			ss.close();
		} catch (IOException e) {
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		new Server();
	}
}

 这个程序建立了一个服务器，它一直监听10000端口，等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息，然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。

 

import java.io.*;
import java.net.*;

public class Client {
	Socket socket;

	BufferedReader in;

	PrintWriter out;

	public Client() {
		try {
			socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);
			in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket
					.getInputStream()));
			out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
			BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(
					System.in));
			out.println(line.readLine());
			line.close();
			out.close();
			in.close();
			socket.close();
		} catch (IOException e) {
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		new Client();
	}
}

 

这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器，端口为10000，并从键盘输入一行信息，发送到服务器，然后接受服务器的返回信息，最后结束会话。

 

 

第二步　多个客户同时连接

在实际的网络环境里，同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息，还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中，实现以上功能特点是非常容易的。

设计原理：

主程序监听一端口，等待客户接入；同时构造一个线程类，准备接管会话。当一个Socket会话产生后，将这个会话交给线程处理，然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。

import java.io.*;
import java.net.*;

public class Server extends ServerSocket {
	private static final int SERVER_PORT = 10000;

	public Server() throws IOException {
		super(SERVER_PORT);
		try {
			while (true) {
				Socket socket = accept();
				new CreateServerThread(socket);
			}
		} catch (IOException e) {
		} finally {
			close();
		}
	}

	// --- CreateServerThread
	class CreateServerThread extends Thread {
		private Socket client;

		private BufferedReader in;

		private PrintWriter out;

		public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
			client = s;
			in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client
					.getInputStream(), "GB2312"));
			out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
			out.println("--- Welcome ---");
			start();
		}

		public void run() {
			try {
				String line = in.readLine();
				while (!line.equals("bye")) {
					String msg = createMessage(line);
					out.println(msg);
					line = in.readLine();
				}
				out.println("--- See you, bye! ---");
				client.close();
			} catch (IOException e) {
			}
		}

		private String createMessage(String line) 
{ 
xxxxxxxxx; 
}
	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		new Server();
	}
}

 

这个程序监听10000端口，并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入，并将输入回应客户，直到客户输入"bye"，线程结束。我们可以在createMessage方法中，对输入进行处理，并产生结果，然后把结果返回给客户

第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流
网络的伟大之一也是信息共享，Server可以主动向所有Client广播消息，同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。

设计原理：

服务器端接受客户端的连接请求，同时启动一个线程处理这个连接，线程不停的读取客户端输入，然后把输入加入队列中，等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中，以便在需要的时候定位和取出。

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class Server extends ServerSocket {
	private static ArrayList User_List = new ArrayList();

	private static ArrayList Threader = new ArrayList();

	private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();

	private static int Thread_Counter = 0;

	private static boolean isClear = true;

	protected static final int SERVER_PORT = 10000;

	protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream(
			"d:/connect.log", true);

	public Server() throws FileNotFoundException, IOException {
		super(SERVER_PORT);
		new Broadcast();

		// append connection log
		Calendar now = Calendar.getInstance();
		String str = "[" + now.getTime().toString()
				+ "] Accepted a connection\015\012";
		byte[] tmp = str.getBytes();
		LOG_FILE.write(tmp);

		try {
			while (true) {
				Socket socket = accept();
				new CreateServerThread(socket);
			}
		} finally {
			close();
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		new Server();
	}

	// --- Broadcast
	class Broadcast extends Thread {
		public Broadcast() {
			start();
		}

		public void run() {
			while (true) {
				if (!isClear) {
					String tmp = (String) Message_Array.getFirst();

					for (int i = 0; i < Threader.size(); i++) {
						CreateServerThread client = (CreateServerThread) Threader
								.get(i);
						client.sendMessage(tmp);
					}

					Message_Array.removeFirst();
					isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true;
				}
			}
		}
	}

	// --- CreateServerThread
	class CreateServerThread extends Thread {
		private Socket client;

		private BufferedReader in;

		private PrintWriter out;

		private String Username;

		public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
			client = s;
			in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client
					.getInputStream()));
			out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
			out.println("--- Welcome to this chatroom ---");
			out.println("Input your nickname:");
			start();
		}

		public void sendMessage(String msg) {
			out.println(msg);
		}

		public void run() {
			try {
				int flag = 0;
				Thread_Counter++;
				String line = in.readLine();

				while (!line.equals("bye")) {
					if (line.equals("l")) {
						out.println(listOnlineUsers());
						line = in.readLine();
						continue;
					}

					if (flag++ == 0) {
						Username = line;
						User_List.add(Username);
						out.println(listOnlineUsers());
						Threader.add(this);
						pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");
					} else {
						pushMessage("<" + Username + ">" + line);
					}

					line = in.readLine();
				}

				out.println("--- See you, bye! ---");
				client.close();
			} catch (IOException e) {
			} finally {
				try {
					client.close();
				} catch (IOException e) {
				}

				Thread_Counter--;
				Threader.remove(this);
				User_List.remove(Username);
				pushMessage("[< " + Username + " left>]");
			}
		}

		private String listOnlineUsers() {
			String s = "-+- Online list -+-\015\012";

			for (int i = 0; i < User_List.size(); i++) {
				s += "[" + User_List.get(i) + "]\015\012";
			}

			s += "-+---------------------+-";
			return s;
		}

		private void pushMessage(String msg) {
			Message_Array.addLast(msg);
			isClear = false;
		}
	}
}